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尼龙无卤化阻燃剂应该如何选用

文字:[大][中][小] 2019-7-8  浏览次数:353

阻燃尼龙是尼龙诸多改性品种之一,可以应用的领域有汽车的点火系统部件、太阳能光伏电池组件、家电插头插座、电气断路器等等。改性前尼龙的阻燃等级在UL94 V-2级左右,通过往尼龙中加入阻燃剂进行改性,改性后阻燃等级可达到UL94V-0级。

尼龙的加工温度比较高,像PA6的熔融温度就在230-280℃,增强PA6要更高一点,要250-280℃。这就要求必须使用热稳定性比较好的阻燃剂,像C-I键能比较小的碘系阻燃剂,热稳定性不好是用不了的,目前阻燃尼龙用得比较多的是溴系阻燃剂、红磷和三聚氰胺盐类。
溴系阻燃剂属于卤系阻燃剂的一种,溴系阻燃剂里面使用得最广泛的就是十溴联苯醚了。其常跟锑化合物搭配使用,十溴联苯醚受热释放的HBr与Sb2O3反应生成SbOBr,而SbOBr受热又放出Sb2O3,其中SbBr3是阻燃作用的主要承担者,整个过程通过吸热、气体稀释阻燃机理进行阻燃。

现在都提倡无卤化,原因是卤系阻燃剂在阻燃时会产生环境问题。不管怎么说,将来的阻燃尼龙无卤化肯定是最好的选择了,在无卤化的选择上主要是红磷和三聚氰胺盐类。

我国是世界磷资源大国,因此红磷具有很大的成本优势,而且其阻燃效率较高,这使得它得到了比较广泛的应用。红磷在受热分解后形成磷酸,磷酸一方面作为脱水剂,并促进成炭,炭的生成降低了从火焰到凝聚相的热传导;另一方面磷酸可吸热,因为它阻止了CO氧化为CO2,降低了加热过程。其通过吸热、凝聚相阻燃机理进行阻燃。

但是在2010年的时候,松下召回门事件引发了人们对红磷阻燃使用的担忧,其原因在于红磷会使得产品的性能存在一定的潜在安全隐患。另一方面,红磷的颜色也使得它被限制在黑色或红色等深色尼龙制品中,因此浅色或透明无卤阻燃尼龙就一般会使用三聚氰胺盐类。

三聚氰胺盐类主要有三聚氰胺氰脲酸盐(MCA)、三聚氰胺聚磷酸盐(MMP)等等,具有毒性小、腐蚀性小、阻燃效率高、与助剂不冲突等优点,单独使用就能使PA达到UL 94 V–0级。

三聚氰胺盐类受热分解后,会带走部分热量,降低PA表面温度。从气相角度分析,分解易放出氨气、氮气、氮氧化物、水蒸气等不燃气体,稀释可燃、助燃性气体浓度,阻碍PA内部进一步燃烧。从凝聚相角度分析,PA材料降解提前,促进残炭生成,起到保护基体内部作用。

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